2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第1課時 原電池的工作原理學(xué)案 蘇教版選修4.doc
《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第1課時 原電池的工作原理學(xué)案 蘇教版選修4.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第1課時 原電池的工作原理學(xué)案 蘇教版選修4.doc(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第1課時原電池的工作原理學(xué)習目標:1.以銅鋅原電池為例,理解原電池的工作原理。(重點)2.學(xué)會判斷原電池的正、負極。(重點)3.掌握原電池反應(yīng)方程式和電極反應(yīng)式的書寫。4.掌握原電池原理的基本應(yīng)用。自 主 預(yù) 習探 新 知1銅鋅原電池的工作原理(1)用溫度計測量鋅粉與CuSO4溶液反應(yīng)的溫度變化,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),該反應(yīng)在物質(zhì)變化的同時,實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(2)銅鋅原電池的工作原理裝置電極ZnCu反應(yīng)現(xiàn)象逐漸溶解銅片上有紅色物質(zhì)析出電極名稱負極正極得失電子失電子得電子電子流向電子流出電子流入反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極反應(yīng)式Zn2e=Zn2Cu22e=Cu總電池反應(yīng)式ZnCu2=Zn2Cu2鹽橋(以銅鋅原電池為例)(1)成分:含有KCl飽和溶液的瓊脂。(2)離子移動方向:Cl移向ZnSO4溶液(負極區(qū)),K移向CuSO4溶液(正極區(qū))。(3)作用:使兩個半電池形成通路,并保持兩溶液的電中性。3原電池形成的條件(1)兩個活潑性不同的電極。(2)電解質(zhì)溶液。(3)形成閉合回路(或兩極直接接觸)。(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。4原電池的設(shè)計例如:以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2為依據(jù),設(shè)計一個原電池。(1)將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng),分別作原電池的負極和正極的電極反應(yīng)式。負極:Cu2e=Cu2,正極:2Fe32e=2Fe2。(2)確定電極材料如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì),可用該金屬直接作負極;如為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子,可用惰性電極(如Pt、碳棒)作正極。發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料一般不如負極材料活潑。本例中可用銅棒作負極,用鉑絲或碳棒作正極。(3)確定電解質(zhì)溶液一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作電解液。(4)構(gòu)成閉合回路:將電極用導(dǎo)線連接,使之構(gòu)成閉合回路。(5)畫出裝置圖?;A(chǔ)自測1判斷正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)原電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。()(2)銅鋅原電池中鋅作負極,發(fā)生還原反應(yīng)。()(3)構(gòu)成原電池的兩個電極必須是兩種不同的金屬。()(4)原電池反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)。()【答案】(1)(2)(3)(4)2關(guān)于如圖所示的原電池,下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號:73702028】A電子從鋅電極通過導(dǎo)線流向銅電極B鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)D銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2e=H2A該原電池中,較活潑的金屬鋅作負極,發(fā)生氧化反應(yīng),較不活潑的銅作正極,發(fā)生還原反應(yīng),電子由負極鋅流出,經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極,負極、正極反應(yīng)分別為負極:Zn2e=Zn2,正極:Cu22e=Cu;鹽橋中的陰離子向負極區(qū)域硫酸鋅溶液中遷移,故A正確,B、C、D錯誤。3某原電池反應(yīng)的離子方程式為:Zn2H=Zn2H2,則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號:73702029】AHNO3可作電解質(zhì)溶液B在電解質(zhì)溶液中電子從正極流向負極C鋅極質(zhì)量不變D石墨可作原電池的正極D硝酸不能作電解質(zhì)溶液,因為硝酸與金屬鋅反應(yīng)生成氮的氧化物,不生成氫氣,A錯誤;原電池中,電子從負極流向正極,B錯誤;負極反應(yīng)為Zn2e=Zn2,金屬鋅的質(zhì)量減少,C錯誤。合 作 探 究攻 重 難原電池的工作原理實驗?zāi)康模貉芯吭姵氐墓ぷ髟?。實驗裝置:實驗現(xiàn)象:有鹽橋存在時,鋅片不斷溶解,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),銅片不斷增厚;取出鹽橋后,電流中斷,指針迅速回零。思考交流1有鹽橋時,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明有電流產(chǎn)生,該電流是如何產(chǎn)生的?產(chǎn)生電流的過程中,鋅片、銅片上分別發(fā)生了什么變化?【提示】當有鹽橋存在時,在ZnSO4溶液中,鋅片逐漸溶解,即Zn被氧化,Zn失去電子,形成Zn2進入溶液,用電極反應(yīng)式表示為Zn2e=Zn2;從鋅片上釋放出的電子,經(jīng)過導(dǎo)線流向銅片;CuSO4溶液中的Cu2從銅片上得到電子,被還原為Cu并沉積在銅片上,用電極反應(yīng)式表示為Cu22e=Cu;隨著反應(yīng)的進行,左邊燒杯的溶液中c(Zn2)增大,右邊燒杯的溶液中c(Cu2)減小。同時,鹽橋中的Cl會移向ZnSO4溶液,K會移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持電中性,氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進行,從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流。2取出鹽橋后電流為什么會中斷?【提示】取出鹽橋后裝置不再是閉合回路。3用溫度計測量原電池內(nèi)電解質(zhì)溶液的溫度在反應(yīng)前后是否會有明顯變化?為什么?【提示】沒有明顯變化。因為化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能。4根據(jù)原電池的工作原理分析原電池的正極、負極有哪些判斷依據(jù)?【提示】可由電極材料判斷;可以由電子流向或電流方向判斷;也可由反應(yīng)類型、反應(yīng)現(xiàn)象判斷。(1)原電池正負極的判斷(2)原電池的電極材料“兩注意”注意電解質(zhì)溶液對電極類型的影響。一般的,較活潑金屬作負極,較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O,但若是較不活潑的金屬發(fā)生的氧化還原反應(yīng)設(shè)計的原電池,則是較不活潑的金屬作負極。例如:鎂鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池,鎂為負極,鋁為正極;但若以氫氧化鈉為電解質(zhì)溶液,則鋁為負極,鎂為正極。注意電極材料是否參與反應(yīng)。負極材料不一定參與反應(yīng),如燃料電池;負極和正極材料都參與反應(yīng),如鉛蓄電池。怎樣設(shè)計原電池依據(jù)氧化還原反應(yīng)2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。思考交流1如果將所給反應(yīng)設(shè)計成裝置,其正極、負極材料、A池、B池中電解質(zhì)溶液應(yīng)為何種物質(zhì)?【提示】負極為銅,正極為Ag,A池為含有Cu2的電解質(zhì)溶液如CuSO4,B池為AgNO3溶液。2如果將所給反應(yīng)設(shè)計成裝置,其正極、負極材料、C池中電解質(zhì)溶液應(yīng)為何種物質(zhì)?【提示】負極材料為銅,正極材料為銀,C池中電解液為AgNO3溶液。(1)原電池的設(shè)計設(shè)計原電池原理:原電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,因此只有放熱的氧化還原反應(yīng)才可以設(shè)計成原電池。在電池中,通過電極和導(dǎo)線將電子轉(zhuǎn)移變成了電子的定向移動,將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分到兩個電極上進行,使其成為兩個“半反應(yīng)”。設(shè)計原電池思路:a電極材料的選擇。負極一般是活潑的金屬材料,正極一般選用活潑性比負極差的金屬材料或石墨等惰性電極。b電解質(zhì)溶液的選擇。電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)。c保證設(shè)計出的原電池裝置中,還原劑在負極上發(fā)生反應(yīng),氧化劑在正極上發(fā)生反應(yīng)。(2)原電池工作原理的其他應(yīng)用加快氧化還原反應(yīng)的速率,如:在鋅與稀硫酸反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液,能使產(chǎn)生H2的速率加快。比較金屬活動性強弱當 堂 達 標固 雙 基題組1原電池的構(gòu)成與工作原理1下列裝置中,能構(gòu)成原電池的是()DA中酒精不是電解質(zhì);B中未構(gòu)成閉合回路;C中兩個電極相同。2如圖所示的裝置中,在產(chǎn)生電流時,以下說法不正確的是()AFe是負極,C是正極B負極反應(yīng)式為:Fe3e=Fe3C內(nèi)電路中陰離子移向FeCl2溶液D電流由石墨電極流向Fe電極BFe在原電池中作負極時,失電子生成Fe2。題組2原電池正極、負極的判斷3如下圖所示裝置中,觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細,由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì),其中可以成立的是() 【導(dǎo)學(xué)號:73702030】選項MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液C本題通過電極變化來確定電極,N棒變細,即N極上發(fā)生氧化反應(yīng),N棒金屬較活潑,排除A、D,由M棒變粗,可知B不正確。4分析如圖所示的四個原電池裝置,其中結(jié)論正確的是()A中Mg作為負極,中Fe作為負極B中Mg作為正極,電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2C中Fe作為負極,電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D中Cu作為正極,電極反應(yīng)式為2H2e=H2BMg比Al活潑,在中Mg作負極,但在NaOH溶液中,Mg不反應(yīng),而Al可以反應(yīng),故中Al是負極。在濃硝酸中鐵會鈍化,故Cu為負極,F(xiàn)e為正極。在中由于不斷向Cu極附近通入空氣,而O2比溶液中的H得電子能力強,故Fe失去電子,在Cu極O2到得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。題組3原電池原理的應(yīng)用5在理論上不能用于設(shè)計原電池的化學(xué)反應(yīng)是()AH2SO4(aq)BaCl2(aq)=2HCl(aq)BaSO4(s)H0B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H0C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s) H0D3Cu(s)8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)2NO(g)4H2O(l)HbcdBbcdaCdabcDabdcC根據(jù)裝置可確定活動性:ab;根據(jù)裝置可確定活動性:bc;根據(jù)裝置可確定活動性:da。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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